ОРАЙЛО О. Г.

Сортировать по умолчанию названию
  • ПРОЦЕС ТЕРМООБРОБКИ ДРІБНОДИСПЕРСНИХ МАТЕРІАЛІВ В АПАРАТІ З ПСЕВДОЗРІДЖЕНИМ ШАРОМ

    В історії розвитку методів використання енергетичних ресурсів первісним є процес газифікації. Задовго до виникнення нафтопромисловості суспільство користувалось горючими газами (СО, Н2, СН4) отриманим шляхом взаємодії матеріалу органічного походження ( в основному вугілля) з окисниками (кисень, водяна пара та ін.) при високотемпературному нагріві (1000оС-2000оС) [1,2]. З розвитком нафтогазової промисловості газифікація почала втрачати свою актуальність. На сьогоднішній день основними джерелами енергії є нафта та природній газ, але з кожним роком їх запаси значно зменшуються, тому сучасні фахівці в області енергетики намагаються відновити використання горючих газів отриманих шляхом газифікації. Газифікація є одним з найбільш дешевих та екобезпечних способів отримання електричної та теплової енергії. В нашій країні досить велика кількість економічно доступної біологічної сировини – лісосічні відходи, відходи деревообробних та меблевих виробництв, відходи зерноочисних виробництв, різні види соломи і стебел рослин (пшениця, рис, льон, кукурудза, соняшник, бавовна тощо), очерет, плодові кісточки і горіхова шкарлупа, різні промислові та побутові відходи. На багатьох підприємствах харчової та деревообробної промисловості накопичуються відходи - дрібнодисперсні матеріали з теплотою спалювання 8-16 МДж/кг. Так, на середньому за потужністю спиртовому заводі одержують 2-8 т/г спиртової барди, яка частково знаходить попит у тваринництві. Однак більша її частина накопичується на звалищах. Газифікуючи ж частки такого матеріалу і використовуючи отриману теплоту для сушки товарної спиртової барди та одержання технологічної водяної пари на підприємствах можна суттєво зменшити витрати природного газу. До складу генераторного газу входять такі гази: СО, Н2, СН4 , СmHn, H2S, CO2, O2, N2. Горючими з них являються СО, Н2, СН4, СmHn. Ккалорійність одержаних газів залежить від виду сировини що використовується та становить 4,6 – 6,3 мДж/м3 [1]. Наприклад, калорійність газу отриманого при переробці рисового лушпиння 5,83 мДж/м3 . Вміст смоли в отриманому газі менше 50 мг/Hм 3 , що відповідає міжнародним нормам. В процесі виконання магістерської роботи будуть досліджені теплообмінні та газодинамічні характеристики процесів термообробки дисперсних матеріалів в апараті з псевдозрідженим шаром. Дослідження будуть виконуватися стосовно одержання альтернативного газу при використанні дисперсних паливовміщуючих відходів харчової та деревообробної промисловості, а також енергозбереження в промисловості. Базовими матеріалами для термообробки є спиртова барда, тирса, солома злакових культур, торф-сушонка та ін.

    Переглянути
  • УДОСКОНАЛЕННЯ РЕКУПЕРАТОРА ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА СИОПОРУ

    У виробництві будівельних матеріалів головну роль відіграє якість продукту. На сьогоднішній день на вітчизняному ринку теплоізоляційних матеріалів представлено якісну продукцію і власного виробника. Одним з представлених теплоізоляційних матеріалів є сиопор – штучний пористий теплоізоляційний матеріал. Для забезпечення належної якості сиопору та економії енергетичних витрат була розроблена двухстадійна схема його виробництва, суть якої полягає в попередній просушці матеріалу. В основу технології одержання сиопору покладена низькотемпературна термообробка в апараті з псевдозрідженим шаром подрібнених частинок сиоліту (напівфабрикат, який одержують із кремнеземистої природної сировини(у вигляді трепелу) та каустичної соди) з початковою вологістю близько 40 % [1,2]. До складу двухстадійної схеми виготовлення сиопору входить рекуператор для підігріву повітря що надходить в сушарку-поризатор. Рекуперативні теплообмінники - це апарати безперервної дії, принцип роботи яких полягає в передачі тепла від нагрітого середовища, через розподільчу стінку, до середовища що нагрівається. Рекуперація теплоти забезпечує економію палива, розширює можливість їх використання. По використаному матеріалу рекуператори розрізняються на металеві та керамічні. Керамічні рекуператори мають низьку герметичність, по конструкції їх поділяють на апарати з трубчатих елементів та з керамічних блоків. Металеві рекуператори мають відносну компактність, яка при однаковій тепловій ефективності в 6-8 разів більше, ніж керамічних. Рівень підігріву повітря в металевих рекуператорах залежить від матеріалів, що використовуються для їх виробництва. Удосконалення рекуператора технології виробництва сиопору полягає в покращенні теплопередачі від димових газів до повітря шляхом збільшення швидкості турбулентного потоку теплоносія в трубному просторі (димових газів). В трубний простір поміщено спіральну стрічку 1 (фіг. 1, 2) за допомогою розташованих у радіальних заглибинах 3 (фіг. 1, 2) поперечних стрижнів 4 (фіг. 1, 2), один з яких з’єднано зі спіральною стрічкою за допомогою пружини розтягу 5 (фіг. 1), кожна спіральна стрічка складається з окремих шарнірно з’єднаних між собою секцій 6, 7 (фіг. 1, 3). Кінці стрічки зафіксовано відносно торців 2 (фіг.1, 2) теплообмінної труби, на яких виконані радіальні заглиблення.

    Переглянути
  • АКТУАЛЬНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ ПРОЦЕСУ ГАЗИФІКАЦІЇ

    Газифікацією твердого палива називається термохімічний процес перетворення (конверсії) органічної частини твердого палива в генераторний газ, зручний для подальшого спалювання як в пальниках котлів різного призначення, так і в камерах згорання (зовнішніх і внутрішніх) двигунів різного типу. Основні сфери використання генераторного газу – місцеве паливо для котлоагрегатів, виробництво електроенергії та тепла в мультигенераторах і синтез-газ для органічного синтеза. З екологічної точки зору головною перевагою ГТП є низький рівень негативного впливу на навколишнє середовище. Маса генераторного газу в декілька разів менша, ніж маса продуктів згорання, тому очистка генераторного газу від оксидів сірки, азоту, важких металів та твердих частин значно ефективніша. При спалюванні генераторного газу утворюються ті ж відходи, що й при спалюванні природного газу. Баластні компоненти газу (CO2, N2) зменшують його вибухонебезпечність. При спалюванні такого газу можна збільшити в 2 рази теплове навантаження топки котла, тобто зменшити його розміри [1]. При газифікації відсоток палива що не згорає значно менший ніж при прямому спалюванні. Це пояснюється тим що відбувається майже 100%-ва конверсія вуглецю при переході його з твердого в газоподібний стан, а в залишку золи практично відсутній вуглець що не прореагував (сажа), в наслідок цього утворюється значно менша кількість шкідливих для оточуючого середовища хімічних зв’язків (як в димових газах та і в залишках золи). В якості сировини для газифікації можуть виступати практично всі органічні матеріали природного та техногенного походження різних фракцій з вологістю до 50%: - горючі корисні копалини; - біомаса; - відходи виробництва та побуту, при цьому можна отримати газ заданого складу або заданої теплоти згорання, так як ці показники в значній мірі визначаються температурою, тиском та складом застосованого дуття. Генераторний газ має широкий діапазон енергетичної щільності (вміст вуглецю може бути 25% і нижче), гранулометричного складу (до сотень міліметрів), вологості та вмісту золи (50% і вище), може бути використаним окремо і в самих різноманітних сумішах [2]. Виробництво генераторного газу дозволить зменшити імпорт природного газу та зменшити вартість енергії на його основі. Також до переваг методу газифікації твердого палива можна віднести [3]: - можливість автономної роботи міні-ТЕС; - можливість використання низькоякісного палива; - зола, яка утворюється в процесі перетворення біологічної сировини в генераторний газ, з генератора подається в бункер – золо приймач, не потрапляючи в продукти згорання і в атмосферу; - якість спалювання генераторного газу з точки зору викидів СО та NOx цілком відповідає нормам, які застосовуються для пальників, що працюють на природному газі; - переведення котлів на опалювальних котельнях на генераторний газ дозволяє в подальшому використовувати на цих об’єктах когенеративні технології з застосуванням газопоршневих машин; - використання генераторного газу на газових котлах передбачає можливість застосування природного газу в якості резервного або паралельно використовувати обидва види палива (у довільному співвідношенні), що особливо важливо в умовах, коли не налагоджено стале постачання твердого палива; - газове паливо зручніше в експлуатації, ніж рідке та тверде – установки на газі працюють стабільніше та мають широкий діапазон регулювання потужності.

    Переглянути
  • ФІЗИЧНІ ТА МАТЕМАТИЧНІ ОСНОВИ ПРОЦЕСУ ГАЗИФІКАЦІЇ ДИСПЕРСНИХ МАТЕРІАЛІВ

    Термохімічна газифікація - це процес часткового окислення сировини, що містить вуглець, такої, як біомаса, торф або вугілля з отриманням газоподібного енергоносія - генераторного газу. Отриманий газ складається з моноксиду вуглецю, водню, метану, діоксиду вуглецю, невеликої кількості вуглеводневих сполук більш високого порядку, таких як метан і етан, містить пари води, азот (при повітряному дутті) і різні домішки, такі як смоли, летючі речовини і золи. В якості окислювача при газифікації можуть використовуватися повітря, кисень, пар або суміші цих речовин. Максимальна температура процесу складає 800 ... 1300 oС [1]. Фізичне та математичне моделювання сприяє розкриттю механізму процесу та знаходження емпіричних коефіцієнтів. При газифікації можна виділити наступні основні стадії: прогрів, сушку, піроліз, згорання продуктів піролізу і стадію відновлювальних процесів утворення синтез – газу. Частинка при температурі 200 oС, починає термічно розкладатись (початок процесу піролізу), що супроводжується утворенням парогазової суміші та зменшенням маси.

    Переглянути
  • УДОСКОНАЛЕННЯ РЕКУПЕРАТОРА ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА СИОПОРУ

    У виробництві будівельних матеріалів головну роль відіграє якість продукту. На сьогоднішній день на вітчизняному ринку теплоізоляційних матеріалів представлено якісну продукцію і власного виробника. Одним з представлених теплоізоляційних матеріалів є сиопор – штучний пористий теплоізоляційний матеріал. Для забезпечення належної якості сиопору та економії енергетичних витрат була розроблена двухстадійна схема його виробництва, суть якої полягає в попередній просушці матеріалу. В основу технології одержання сиопору покладена низькотемпературна термообробка в апараті з псевдозрідженим шаром подрібнених частинок сиоліту (напівфабрикат, який одержують із кремнеземистої природної сировини(у вигляді трепелу) та каустичної соди) з початковою вологістю близько 40 % [1,2]. До складу двухстадійної схеми виготовлення сиопору входить рекуператор для підігріву повітря що надходить в сушарку-поризатор. Рекуперативні теплообмінники - це апарати безперервної дії, принцип роботи яких полягає в передачі тепла від нагрітого середовища, через розподільчу стінку, до середовища що нагрівається. Рекуперація теплоти забезпечує економію палива, розширює можливість їх використання. По використаному матеріалу рекуператори розрізняються на металеві та керамічні. Керамічні рекуператори мають низьку герметичність, по конструкції їх поділяють на апарати з трубчатих елементів та з керамічних блоків. Металеві рекуператори мають відносну компактність, яка при однаковій тепловій ефективності в 6-8 разів більше, ніж керамічних. Рівень підігріву повітря в металевих рекуператорах залежить від матеріалів, що використовуються для їх виробництва. Удосконалення рекуператора технології виробництва сиопору полягає в покращенні теплопередачі від димових газів до повітря шляхом збільшення швидкості турбулентного потоку теплоносія в трубному просторі (димових газів). В трубний простір поміщено

    Переглянути
  • Газифікація дисперсних матеріалів у псевдозрідженому шарі

    Проведено огляд існуючих методів газифікації дисперсних матеріалів у псевдозрідженому шарі, їх технології, перспективність використання. Проведено аналіз проблем та складнощів у цьому процесі.

    Переглянути